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种子萌发是植物个体发育中最关键的时期,其成功与否对植物后代繁衍和生存起着决定性作用,种子萌发一直是人们重点研究的问题。水稻种子萌发是一个非常复杂的过程,受多种因素的影响,植物激素ABA对水稻种子的萌发具有抑制作用。已有研究报道PLA(PLASTOCHRON)基因调节叶片的起始发育和成熟,但其突变体pla3种子容易在母本上萌发,且在幼苗期pla3突变体比野生型的ABA含量减少。为进一步研究PLA3与ABA的相互关系及其在调控种子萌发中的作用,本文通过CRISPR/Cas9技术获得pla3-C突变体,并以pla3-C突变体和日本晴野生型水稻为材料,通过比较其在ABA处理下种子萌发性状、ABA含量及ABA相关基因表达的差异,以初步探究PLA3与ABA调控种子萌发的关系。主要结果如下:1.PLA3基因对种子萌发的影响:通过CRISPR/Cas9技术获得在5813nt处碱基C缺失pla3-C突变体;与野生型相比,pla3-C突变体植株矮小,容易在母本上萌发;pla3-C突变体的胚在种子中所占比例较大;pla3-C纯合突变体大部分生长一周后就死亡,仅极少部分能够存活,且高度不育;pla3-C突变体的根较短,且数量较少。pla3-C突变体比野生型更容易萌发,pla3-C种子在吸涨8h时开始萌发,24h大部分种子完成萌发过程,野生型种子则在16h时才开始萌发,36h大部分种子完成萌发。2.PLA3基因与ABA的关系:通过LC-MS/MS法测定种子萌发过程中ABA含量,发现pla3-C突变体种子的ABA含量低于野生型;5μM ABA处理对pla3-C突变体萌发率的影响比野生型小,pla3-C突变体对ABA弱敏感;ABA处理能提高野生型水稻PLA3基因的表达量,ABA诱导PLA3的表达。3.PLA3基因与ABA代谢相关基因关系:通过q PCR分析pla3-C突变体和野生型种子中基因的表达量,结果表明,pla3-C突变体中ABA分解代谢基因Os ABA8ox-1表达量上调,而ABA合成基因Os ABA2表达量变化不大。PLA3基因通过抑制Os ABA8ox-1表达,从而调节ABA的分解,使ABA合成速度远小于ABA分解速度,从而使pla3-C突变体中ABA含量低于野生型,最终导致pla3-C突变体种子更易萌发。4.PLA3基因与ABA信号途径相关基因关系:通过q PCR分析pla3-C突变体和野生型种子中基因的表达量,结果表明,pla3-C突变体中ABA信号途径的负调控基因Os PP2C51表达上调,由此推测PLA3基因通过抑制Os PP2C51基因表达,从而解除对ABA信号途径的抑制,控制种子的萌发,此外,pla3-C突变体中ABA受体Os PYL5表达量上调,但经5μM ABA处理后Os PYL5表达量则下调,由此推测pla3-C突变体中低含量的ABA含量是为了维持ABA信号途径,ABA受体Os PYL5基因表达量的上调,表达更多Os PYL5从而能与低浓度的ABA结合。